이산화탄소 소화약제

이산화탄소 소화약제

1. 이산화탄소 소화약제 이용 목적

 가. 피연소 물질에 물리, 화학적 피해를 주지 않음

 나. 구입비용이 저렴함

 다. 수명이 반영구적

 라. 장기간 저장이 가능

 

2. 이산화탄소의 용도

 가. 탄산수소 나트륨 제조 시의 화학반응식

      NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₃Cl

 

 나. 요소비료 제조 시의 화학반응식

      2NH₃ + CO₂ → (NH₂)₂CO + H₂O

 

3. 이산화탄소의 물리, 화학적 성상

   이산화탄소는 기체, 액체 및 고체의 3가지 형태로의 존재가 가능한 유일한 물질로서 3 중점을 가지며, 3 중점인 영하 56.5℃ 및 5.1kg/cm²에서 기체, 액체 이산화탄소 및 고체 이산화탄소가 공존함

 

4. 이산화탄소 소화약제의 소화작용 및 적응 화재

 가. 소화약제의 소화작용

  1) 냉각소화작용

  2) 질식소화작용

  3) 피복소화작용

 

   ※ 풍선을 크게 하는 법

     ① 풍선을 좀 더 높은 산으로 가져간다.

     ② 풍선의 온도를 올린다.

     ③ 풍선에 더 많은 기체를 넣는다.

 

 나. 소화약제의 적응 화재

  1) 적응화재

   가) 유류화재(B급화재)

   나) 전기화재(C급화재)

   다) 가스화재(E급화재)

 

  2) 장점

   가) 전역 방출 방식으로 할 때에는 일반 가연 물화재(A급 화재)에도(A급화재) 적응된다.

   나) 화재를 소화할 때에는 피연 소 물질의 내부까지 침투한다.

   다) 피연 소 물질에 피해를 주지 않는다.

   라) 증거보존이 가능하다.

   마) 소화약제의 구입비가 저렴하다.

   바) 전기의 부도체이다.

   사) 장기간 저장하여도 변질, 부패 또는 분해를 일으키지 않는다.

 

  3) 단점

   가) 고압가스에 해당되므로 저장 및 취급 시 주의를 요한다.

   나) 소화약제의 방출 시 동상이 우려된다.

   다) 저장용기에 충전하는 경우 고압을 필요로 한다.

   라) 인체의 질식이 우려된다.

   마) 소화약제의 방출시 소리가 요란하다.

   바) 소화 시간이 다른 소화약제에 비하여 길다.

 

 다. 설치 제외 장소

  1) 방재실, 제어실 등 사람이 상시 근무하는 장소

  2) 소화약제에 의해 질식 또는 인체의 위해가 발생할 우려가 있는 밀폐 장소

  3) 제5류 위험물(니트로셀룰로오스, 셀룰로이드 제품 등 자기연소성물질)을 저장, 취급하는 장소

  4) 이산화탄소 반응성이 있는 화성 금속물질인 나트륨(Na), 칼륨(K), 칼슘(Ca) 등을 저장⦁취급하는 장소

 

5. 이산화탄소 소화약제의 응용

 가. 방출 시 대기 중에서의 체적

  1) 기체 상태 방정식

      PV = nRT

          = W/M × RT

     P : 대기의 압력(atm)

     V : 대기 중에서의 이산화탄소의 체적(L)

     n : 이산화탄소의 몰(mol) 수(mol)수

     R : 기체상수(0.082L⦁atm/mole⦁°k)

     W : 이산화탄소의 질량(w)

     M : 이산화탄소의 분자량(44)

     T : 대기의 온도(°k)

 

문문 1) 액화이산화탄소 1kg이 25℃의 대기 중으로 방출되었다. 대기 중에서 기체상의 이산화탄소의 체적(L)은 얼마가

          되겠는가? 단, 대기의 압력은 1atm이며1 atm이며, 기체상수는 0.082L⦁atm/mole⦁°k

      PV = nRT = W/M × RT

        V = W×R×T / P×M

           = 1000 ×0.082 ×(273+25) / 1 ×44 = 555.3636L

           = 555.36L

 

문2) 저장용기로부터 액화 이산화탄소5몰(Mol)이 대기 중으로 방출되었다. 이 경우 대기 중에서 기체상의 이산화탄소가

      차지하는 체적은 몇 L가 되겠는가?

      (단, 대기의 압력은 1.08atm이며, 온도는 15℃이다.)

      PV = nRT

       V = n×R×T / P

          = 5 ×0.082 ×(273+15) / 1.08 = 109.333L

          = 109.3L

 

6. 이산화탄소의 소화농도

   이산화탄소의 소화농도(vol.%) = 21-한계 산소농도(V%)한계산소농도 / 21 × 100

 

7. 액화 이산화탄소의 증발량

   Q = 4.19 WCp(T₁-T₂) / H

   Q : 액화 이산화탄소의 증발량(kg)

   W : 배관의 중량(kg)

   Cp : 배관재료의 비열(강관인 경우는 0.11)

   T1 : 이산화탄소의 방출전 배관의 평균온도(℃)

   T2 : 이산화탄소를 방출하는 동안의 평균온도(℃)

   H : 액화이산화탄소의 증발 잠열(cal/g)(cal/g)

 

8. 소화액 제량 산출

   V = 21-Q / Q × Vo

   V : 이산화탄소 소화약제의 양(m3)

   Q : 한계산소농도(vol.%)

   Vo : 방호구역의 체적(m3)

 

9. 이산화탄소 소화약제의 저장 및 방출 방식

 가. 소화약제의 저장

     V = CG

     V : 소화기 또는 저장용기의 내용적(L)

     C : 충전비(L/kg)

     G : 이산화탄소의 충전량(kg)

 

 나. 용기에의 저장

  1) 저압식

  2) 고압식

 

 다. 소화약제의 저장량 및 방출 방식

  1) 전역방출방식

   가) 표면화재방호대상물

   나) 심부 화재 방호 대상물

  2) 국소방출방식

   가) 제4제4류 위험물 및 특수가 연물(제1종 가연물 및 제2종 가연물)

  3) 이동방출방식(호스릴)

     Q = N × 90kg

     Q : 이산화탄소 소화약제의 저장량(kg)

     N : 방출 노즐의 수(개)

 

10. 이산화탄소 소화약제에 의한 피해 및 유지관리

 가. 소화약제에 의해 피해

  1) 질식성

  2) 독성

  3) 냉각성

  4) 지구의 온난화

 

 나. 소화약제의 저장, 취급 및 유지관리

  1) 저장용기에 충전할 경우 저압식은 충전비가 1.1 이상 1.4 이하, 고압식은 충전비가 1.5 이상 1.9 이하가 되게 하여야 한다.

  2) 고압가스안전관리법의 적용을 받는 “고압가스(액화가스)”이므로 저장용기에 충전할 때에는 한국가스안전 고사장의 국가검정에 합격된 고압용기를 사용하여야 한다.

  3) 약제 충전용기를 저장하는 장소에는 “고압가스”라고 표시한 표지를 부착하거나 당해 용기가 부착되어 있음을 표시 하는 표지를 부착하여야 한다.

  4) 저장용기를 소화설비용으로 저장할 경우에는 방호구역 이외의 방화구획으로 구획된 장소에 설치하여야 한다.

  5) 주위온도가 40℃ 이하로서 온도의 변화가 작고, 통풍이 양호한 장소에 설치하여야 한다.

  6) 저장용기는 직사광선 및 빗물이 침투할 우려가 없는 장소에 설치하여야 한다.

  7) 연2회 이상 작동, 기능점검을 실시하고, 연1회 이상 종합정밀점검을 실시하여야 한다.

  8) 저장용기 충전 시에는 용기충전소에서 충전하여야 하며, “고압가스안전관리 법규”에서 정하는 국가기술자격을 소지한 사람이 충전하여야 한다.